아이테르 (원소설)
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1. 개요
아이테르는 고대 그리스 철학에서 유래한 개념으로, 하늘의 빛을 나타내는 원소로 여겨졌다. 아리스토텔레스는 아이테르를 천체를 채우는 제5원소로 규정하여 천체의 영원한 운동을 설명하는 데 사용했다. 중세 연금술에서는 5원소(Quintessence)로 불리며, 4원소와 더불어 물질을 구성하는 요소로 여겨졌다. 근대 과학에서는 빛의 매질이나 중력을 설명하는 데 사용되었으나, 특수 상대성 이론의 등장으로 부정되었다. 현대 물리학에서는 아이테르의 개념이 사라졌지만, 일부 이론에서 암묵적으로 활용되기도 한다.
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| 아이테르 (원소설) | |
|---|---|
| 철학적 개념 | |
| 명칭 | 에테르 (Aether) |
| 어원 | 그리스어 "αἰθήρ" (아이테르, "밝게 빛나다" 또는 "타오르다"의 의미) |
| 다른 명칭 | 제5원소 퀸테센스 (Quinta essentia, 라틴어) |
| 고대 그리스 철학 | |
| 아리스토텔레스 | 천상의 영역을 구성하는 불멸의 원소 |
| 플라톤 | 이상적인 원소, 순수하고 투명한 공기 |
| 연금술 | |
| 퀸테센스 | 물질의 정수, 생명력의 근원 |
| 역할 | 불멸의 약 제조 현자의 돌 제조 |
| 근대 과학 | |
| 빛의 매질 | 19세기 물리학에서 빛의 파동성을 설명하기 위해 제안된 가상의 매질 |
| 마이컬슨-몰리 실험 | 에테르 존재를 증명하려는 시도가 실패하면서 에테르 개념 폐기 |
| 현대적 의미 | |
| 비유적 의미 | 미지의 힘 영적인 에너지 |
| 관련 개념 | |
| 4원소설 | 물, 불, 공기, 흙 |
| 기 | 동양 철학의 생명 에너지 |
2. 고대 그리스의 아이테르
아리스토텔레스 이전부터 고대 그리스에서 아이테르는 대기의 상층, 구름이나 달의 영역, 혹은 제우스가 지배하는 영역을 의미하는 말로서 이용되었다. 이에 비해 하층의 공기는 '''아에르'''(아에르/ἀήρgrc)로 불렸다. 어원상, 아이테르는 '항상 빛나는 것'을 의미하고 있어, 거기로부터 사라질 리가 없는 하늘의 빛을 표현했다. 파르메니데스는 아이테르를 대기 위의 불길, '온화하고 희박해서, 일면에 균일하게 퍼지는 것'이라고 표현해, 어둡고 진하고 무거운 대지의 물질과 대비했다[35]. 또 피타고라스 학파는 사람이 죽은 후에 영혼이 가까스로 도착하는 영원의 더러움이 없는 영역이라고 했다[36]. 엠페도클레스에 의하면 아이테르는 아에르가 고층의 불길과 접해 결정화한 것이며, 또 영혼은 아이테르와 아에르의 혼합물이라고 했다[37]. 이것들 어느 것에서도 아이테르는 지상의 죽을 것의 세계에 비해, 영속적인 세계를 지시하고 있다.
후의 아리스토텔레스의 4원소설에서는 각각의 원소에 고유의 장소가 있다고 여겨져 이 때문에 '흙'과 '물'이 그 자연스러운 장소인 아래로 끌려 '불'과 '공기'가 위로 오른다고 여겨졌다. 또 그는 존재하지 않는 것이 존재할 것은 없다는 생각으로부터, 허공(진공, 케논)의 존재도 인정하지 않고, 그에 기초를 두는 원자론도 부정했다. 이러한 입장을 취한 아리스토텔레스에 있어서는, 영구히 천상을 돌아 다니는 것으로 보이는 항성이나 행성에 그것들을 이끄는 다른 원소가 필요해요는 논리적인 필연이었다. 그 천상의 제5의 원소에 아이테르를 할당했다[38].
원소에는 각각 고유의 성질이 있다고 여겨져 아이테르는 천체의 움직임으로 보여지듯이, 변형하지 않고 영원히 계속 회전하는 성질을 가진다고 여겨졌다. 이러한 아리스토텔레스의 생각에 의해서 아이테르는 천계를 채운 물질로서 후세까지 넓게 인지되게 되었다.
2. 1. 어원 및 초기 개념
아이테르(αἰθήρgrc)는 αἴθωgrc "태우다"와 관련이 있으며,[5] "항상 빛나는 것"을 의미하여, 사라지지 않는 하늘의 빛을 표현한다.[30] 호메로스 그리스어에서는 "순수하고 신선한 공기" 또는 "맑은 하늘"을 의미한다.[2] 그리스 신화에서 아이테르는 신들이 숨쉬는 순수한 본질로 여겨졌으며, 신들이 사는 공간을 채웠다.[3] 이는 인간이 숨쉬는 공기와 대비된다.아리스토텔레스 이전부터 고대 그리스에서 아이테르는 대기의 상층, 구름이나 달의 영역, 혹은 제우스가 지배하는 영역을 의미했다. 하층의 공기는 '''아에르'''(ἀήρgrc)로 불렸다. 파르메니데스는 아이테르를 대기 위의 불길, '온화하고 희박해서, 일면에 균일하게 퍼지는 것'이라고 표현해, 어둡고 진하고 무거운 대지의 물질과 대비했다[35][30]. 피타고라스 학파는 아이테르를 사람이 죽은 후에 영혼이 도달하는 영원하고 깨끗한 영역이라고 했다.[36][31] 엠페도클레스에 따르면 아이테르는 아에르가 고층의 불길과 접해 결정화한 것이며, 영혼은 아이테르와 아에르의 혼합물이라고 했다.[37][32] 이처럼 아이테르는 지상의 세계와 달리 영속적인 세계를 가리킨다.
2. 2. 아리스토텔레스의 제5원소
아리스토텔레스 이전부터 고대 그리스에서 아이테르는 대기의 상층, 구름이나 달의 영역, 혹은 제우스가 지배하는 영역을 의미하는 말로서 이용되었다. 이에 비해 하층의 공기는 '''아에르'''(아에르/ἀήρgrc)로 불렸다. 어원상, 아이테르는 '항상 빛나는 것'을 의미하고 있어, 거기로부터 사라질 리가 없는 하늘의 빛을 표현했다. 파르메니데스는 아이테르를 대기 위의 불길, '온화하고 희박해서, 일면에 균일하게 퍼지는 것'이라고 표현해, 어둡고 진하고 무거운 대지의 물질과 대비했다[35]. 또 피타고라스 학파는 사람이 죽은 후에 영혼이 가까스로 도착하는 영원의 더러움이 없는 영역이라고 했다[36]. 엠페도클레스에 의하면 아이테르는 아에르가 고층의 불길과 접해 결정화한 것이며, 또 영혼은 아이테르와 아에르의 혼합물이라고 했다[37]. 이것들 어느 것에서도 아이테르는 지상의 죽을 것의 세계에 비해, 영속적인 세계를 지시하고 있다.후의 아리스토텔레스의 4원소설에서는 각각의 원소에 고유의 장소가 있다고 여겨져 이 때문에 '흙'과'물'이 그 자연스러운 장소인 아래로 끌려 '불'과 '공기'가 위로 오른다고 여겨졌다. 또 그는 존재하지 않는 것이 존재할 것은 없다는 생각으로부터, 허공(진공, 케논)의 존재도 인정하지 않고, 그에 기초를 두는 원자론도 부정했다. 이러한 입장을 취한 아리스토텔레스에 있어서는, 영구히 천상을 돌아 다니는 것으로 보이는 항성이나 행성에 그것들을 이끄는 다른 원소가 필요해요는 논리적인 필연이었다. 그 천상의 제5의 원소에 아이테르를 할당했다[38]. 플라톤의 ''티마이오스''(58d)에서 공기에 관해 이야기하면서 플라톤은 "가장 투명한 종류가 있는데, 이를 아이테르(αἰθήρ)라고 부른다"[8]라고 언급했지만, 그 외에는 고전적인 4원소 체계를 따랐다. 아카데미에서 플라톤의 제자였던 아리스토텔레스는 이 점에 대해 스승과 동의했으며, 불이 때때로 아이테르로 오인되었다는 점을 강조했다.
아리스토텔레스는 저서 ''천체에 관하여''(On the Heavens)에서 고전 원소 체계에 새로운 "첫 번째" 원소를 도입했다. 그는 네 가지 지구상의 고전 원소는 변화를 겪고 자연스럽게 선형적으로 움직인다고 언급했다. 그러나 첫 번째 원소는 천상 영역과 천체에 위치하며 원형으로 움직였고 지구상의 고전 원소가 가진 성질이 전혀 없었다. 그것은 뜨겁지도 차갑지도 않았고, 젖지도 마르지도 않았다. 이 추가로 원소 체계는 다섯 개로 확장되었고, 이후의 해설자들은 새로운 첫 번째 원소를 다섯 번째 원소라고 부르기 시작했으며, 아리스토텔레스가 ''천체에 관하여''와 ''기상학''에서 사용했던 단어인 ''아이테르''라고도 불렀다.[9]
아이테르는 네 가지 지구 원소와 달랐다; 질적 운동이나 양적 운동이 불가능했다. 아이테르는 국소적인 운동만 가능했다. 아이테르는 자연스럽게 원형으로 움직였고, 반대되거나 부자연스러운 운동이 없었다. 아리스토텔레스는 또한 아이테르로 만들어진 천구가 별과 행성을 담고 있다고 주장했다.[10] 자연적인 원형 운동을 하는 아이테르 구체의 개념은 아리스토텔레스가 완벽한 원형 운동으로 관찰된 별과 행성의 궤도를 설명하는 데 기여했다.[11]
원소에는 각각 고유의 성질이 있다고 여겨져 아이테르는 천체의 움직임으로 보여지듯이, 변형하지 않고 영원히 계속 회전하는 성질을 가진다고 여겨졌다. 이러한 아리스토텔레스의 생각에 의해서 아이테르는 천계를 채운 물질로서 후세까지 넓게 인지되게 되었다. 중세 스콜라 철학자들은 ''아이테르''에 밀도 변화를 부여했으며, 이는 행성의 몸체가 우주의 나머지 공간을 채우는 매체보다 더 밀도가 높다고 여겨졌다.[12] 로버트 플러드는 아이테르가 "빛보다 더 미묘하다"고 말했다. 플러드는 아이테르를 관통력이 있고 비물질적인 것으로 간주하는 3세기의 플로티노스의 견해를 인용한다.[13]
3. 중세 및 르네상스 시대의 아이테르
3. 1. 연금술에서의 5원소 (Quintessence)
5원소(Quintessence, 𝓠)는 중세 연금술사들이 천체를 구성한다고 생각했던 다섯 번째 원소의 라틴어 이름이다.[14] 지상에는 5원소가 거의 존재하지 않으며, 이 때문에 지구는 천체의 영향을 받을 수 있다고 여겨졌다.[14] 5원소는 4가지 고전 원소와 아이테르 또는 5원소, 그리고 금속을 나타내는 두 가지 화학 원소인 유황(연소성의 원리), 수은(금속성의 원리)으로 구성된 중세 원소 체계에서 비롯되었다.5원소 개념은 유럽 전역으로 빠르게 퍼져 의학 연금술사들 사이에서 인기를 얻었다.[14] 이들은 5원소를 분리하여 의약품과 묘약에 통합하려 했으며,[14] 5원소의 순수하고 신성한 특성이 섭취를 통해 불순물이나 질병을 제거할 수 있다고 믿었다. 15세기에 영어로 번역된 ''5원소의 책''에서는 5원소를 많은 인간의 질병에 대한 약으로 사용했으며, 5원소는 알코올을 일곱 번 증류하는 과정을 통해 만들어진다고 설명한다.[15] 시간이 지나면서 5원소라는 용어는 묘약, 의학 연금술, 그리고 현자의 돌 자체와 동의어가 되었다.[16]
4. 근대 과학에서의 아이테르
데카르트는 진공의 존재를 인정하지 않고, 물질의 입자 사이를 채우는 '미세한 물질'을 상정했으며[39][34], 그 움직임 또는 작용에 의해 빛이 전달된다고 했다. 또한 근접 작용만을 인정한 데카르트는 행성은 유동하며 소용돌이치는 물질을 타고 운동한다고 생각했다. 이것이 후에 물리학에서의 아이테르의 개념으로 발전했다. 이 의미에서의 아이테르는 천상의 물질이 아니라, 세계의 모든 곳에 존재한다.
4. 1. 빛의 매질로서의 아이테르 (에테르)
데카르트는 진공의 존재를 부정하고 물질 입자 사이를 채우는 '미세한 물질'을 상정하여 빛이 전달된다고 보았으며, 이는 훗날 물리학에서 아이테르(에테르) 개념으로 발전했다.[39][34] 17세기와 18세기 동안 빛의 매질로서 아이테르(에테르)를 활용한 이론들이 인기를 끌었다.[22] 요한 II 베르누이는 모든 공간이 "극도로 작은 소용돌이"를 포함하는 에테르로 채워져 있으며, 이 소용돌이가 빛의 진동을 전달한다고 주장했다.[22] 크리스티안 호이겐스는 빛이 에테르를 통해 종파 형태로 이동한다고 제안했다.[23] 하지만 빛의 파동은 종파가 아닌 횡파임이 밝혀졌고, 마이컬슨-몰리 실험에서 에테르의 운동에 대한 증거가 발견되지 않으면서, 호이겐스의 이론은 제임스 클러크 맥스웰, 알베르트 아인슈타인, 루이 드 브로이 등의 이론으로 대체되었다.[23] 특히, 알베르트 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 에테르의 존재를 부정하였다.[24]4. 2. 중력 이론에서의 아이테르
야코프 베르누이는 1682년 물체의 경도가 에테르의 압력에 달려 있다는 이론을 공식화했다.[25] 에테르는 중력을 설명하고 그 원인을 밝히는 매체로서 다양한 중력 이론에 사용되어 왔다.
경 아이작 뉴턴은 ''자연 철학의 수학적 원리''(1687년)에서 행성의 운동을 설명하기 위해 에테르를 사용했다. 그는 원거리 물체 사이의 상호 작용을 중간 매체를 통해 설명하고자 하였고, 이 중간 매체를 에테르라고 불렀다.[26] 뉴턴은 에테르가 지구 표면을 향해 끊임없이 "흐르고" 부분적으로 흡수되고 부분적으로 확산되는 매체라고 묘사했다. 이러한 에테르의 "순환"은 중력의 작용을 비기계적인 방식으로 설명하는 데 도움을 주었다.[26] 이 이론은 서로 다른 에테르 밀도를 설명하여 에테르 밀도 기울기를 만들었다. 그의 이론은 또한 에테르가 물체 내에서는 밀도가 높고 물체 밖에서는 희박하다고 설명한다. 밀도가 높은 에테르의 입자가 희박한 에테르와 상호 작용하면서 냉각된 수증기가 서로 끌려 물을 형성하는 것처럼 밀도가 높은 에테르로 다시 끌려간다.[27] 뉴턴은 1679년 로버트 보일에게 보낸 편지에서 에테르의 이러한 변화하는 희소성과 밀도를 설명했으며, 에테르와 물체 주변의 에테르장을 그림으로 묘사하기도 했다.[27][28] 뉴턴은 결국 중력 이론을 힘과 운동 법칙을 포함하는 이론으로 변경했지만, 중력에 대한 현대적인 이해와 설명의 출발점은 중력에 대한 그의 원래 에테르 모델에서 비롯되었다.[29]
5. 현대 물리학과 아이테르의 부정
18세기 물리학의 발전과 함께, 전자기력과 중력의 전파를 설명하기 위해 "아이테르 이론"으로 알려진 물리적 모델들이 등장했다. 1670년대 초, 뉴턴은 자신의 물리학의 엄격한 기계적 규칙에 관찰을 일치시키기 위해 아이테르의 개념을 사용했다.[17] 초기 현대의 아이테르는 이름이 차용된 고전 원소의 아이테르와 거의 공통점이 없었다. 이러한 아이테르 이론들은 특수 상대성 이론의 발달이 맥스웰 방정식이 이러한 힘의 전달에 아이테르를 필요로 하지 않는다는 것을 보여주면서 과학적으로 구식이 된 것으로 간주된다. 아인슈타인은 이러한 이론을 대체한 자신의 모델 자체가 아이테르로 생각될 수 있다고 언급했는데, 이는 물체 사이의 빈 공간이 자체적인 물리적 특성을 가지고 있음을 암시했기 때문이다.[19]
초기 현대의 아이테르 모델들이 일반 상대성 이론에 의해 대체되었음에도 불구하고, 때때로 일부 물리학자들은 현재의 물리적 모델에서 인식된 결함을 해결하기 위해 아이테르의 개념을 재도입하려는 시도를 해왔다.[20] 암흑 에너지의 한 제안 모델은 지지자들에 의해 고전 원소를 기리는 의미로 "퀜테센스"라고 명명되었다.[21] 이 아이디어는 가속 팽창하는 우주의 관측을 설명하기 위해 가정된 암흑 에너지의 가설적 형태와 관련이 있다. 이는 또한 다섯 번째 기본 힘이라고도 불린다.
6. 한국에서의 아이테르 개념 수용
7. 결론 및 의의
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